Es ist eine Entdeckung, die unser Verständnis des Kosmos in seinem Fundament erschüttern könnte: Das Universum könnte in alle Richtungen nicht gleichmäßig sein, selbst auf gigantischen Skalen. Basierend auf Daten des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) stellt eine aktuelle Studie eine der Säulen der modernen Kosmologie in Frage.
Das kosmologische Prinzip beruht auf der Idee, dass Materie im Universum in großem Maßstab homogen und isotrop verteilt ist. Es ist eine Konsequenz des kopernikanischen Prinzips, nach dem kein Beobachter eine privilegierte Position einnimmt. Doch auf der Skala von Galaxien oder Galaxienhaufen erscheint das Universum deutlich anisotrop: Leerräume und Filamente organisieren sich zu einem „kosmischen Netz“. Wissenschaftler diskutierten über die Größe, ab der diese Struktur verschwindet.
ADPD für eine Unterstichprobe von 36 290 Galaxien.
Quelle: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10702-5 Um diese Isotropie allgemeiner zu testen, verwendeten die Astronomen Francesco Sylos Labini und Marco Galoppo eine statistische Methode namens ADPD (Angular Distribution of Pairwise Distances). Sie misst Richtungskorrelationen ohne vordefinierten Parameter. Beim Vergleich der DESI-Daten mit einem isotropen Modell stellten sie fest, dass Galaxien bis zu Skalen in der Größenordnung von Gigaparsec, also tausendmal größer als frühere Studien angaben, persistent geclustert bleiben.
„Unsere Ergebnisse liefern einen direkten Beweis dafür, dass die Richtungskohärenz auf größeren Skalen als erwartet anhält“, schreiben die Autoren in
Nature. Die Auswirkungen auf die Kosmologie sind bedeutend, da das kosmologische Prinzip die Grundlage vieler Modelle bildet, insbesondere des Urknallmodells mit Inflation.
Die Studie stellt das kopernikanische Prinzip nicht in Frage, das nur privilegierte Beobachter ausschließt, aber sie relativiert die Idee einer perfekten Gleichmäßigkeit. Die Autoren schlagen vor, allgemeinere Lösungen der Einstein-Gleichungen zu erforschen oder Mechanismen wie Wechselwirkungen in der Dunklen Materie oder Rückkopplungseffekte von Inhomogenitäten in Betracht zu ziehen.
Der physikalische Ursprung dieser Anisotropie ist jedoch nicht identifiziert, und es ist möglich, dass sich auf noch größeren Skalen die Isotropie doch durchsetzt. Sollten diese Ergebnisse jedoch bestätigt werden, müssten einige Teile der Kosmologie überarbeitet werden.
Das kopernikanische Prinzip
Das kopernikanische Prinzip, benannt nach dem Astronomen Nikolaus Kopernikus, besagt, dass kein Beobachter im Universum eine privilegierte Position einnimmt. Mit anderen Worten, die Gesetze der Physik sind überall gleich, und es gibt kein „Zentrum“ des Universums. Dieses Prinzip ist die Grundlage des kosmologischen Prinzips.
Das kopernikanische Prinzip erlaubt jedoch lokale Heterogenitäten, solange sie einem Beobachter keinen besonderen Status verleihen. Selbst wenn das Universum in großem Maßstab anisotrop ist, verletzt dies nicht notwendigerweise das kopernikanische Prinzip.
In der DESI-Studie stellen die Autoren fest, dass ihre Ergebnisse mit dem kopernikanischen Prinzip vereinbar bleiben, obwohl sie die Annahme der Isotropie auf großer Skala widersprechen. Dies weist auf die Möglichkeit kosmologischer Modelle hin, in denen die Materie nicht gleichmäßig verteilt ist, ohne die Allgemeine Relativitätstheorie in Frage zu stellen.
Quelle: Nature